科学研究 - 日本海洋研究机构成功再现缓慢地震发生过程助推巨大地震研究

日本海洋研究机构－海洋钻探科学研究开发中心的研究团队与德国不来梅大学、京都大学防灾研究所、筑波大学共同在室内模拟实验中，成功再现“缓慢地震”的发生过程，这种地震曾在日本东北地区太平洋海岸地震（东日本大地震）发生前被观测到。该研究成果已在英国科学杂志上发表，有望推动对可导致严重灾害的巨大地震发生机制的研究进程。

一般性地震发生时，岩层会在几秒至几十秒内发生剧烈滑动；而“缓慢地震”会使岩层的滑动持续数天甚至一年以上。近年来，“缓慢地震”与巨大地震的关联性越来越受到关注。研究团队称，本次的试验结果证实，“缓慢地震”发生的缓慢滑动的板块交界处的表层断层处，同样会发生巨大地震时出现的剧烈滑动。研究团队称，今后有必要将“缓慢地震”的板块交界处表层断层，列为易发生巨大地震的震源区，制作新巨大地震模型展开研究。

本次所使用的实验样本，由日本地球深海探测船考“地球”号在2012年4月1日至5月24日期间执行“综合大洋钻探计划(IODP)”项目时，在板块边界表层断层处钻探采集。该类样本还被用于其他室内模拟实验中，研究人员成功再现了地震发生时岩层的高速滑动现象，并分析出了地震时的断层滑动原理。

2011年3月11日发生的东日本大地震中，板块边界表层断层所发生的剧烈滑动引发了大规模地壳变动，从而导致了巨大海啸的发生。对震区海域海底安置的压力计和地震计的纪录研究后证实：大地震前震区断层曾发生过“缓慢地震”，这一发现引起了广泛关注和讨论。

本次实验中，研究团队在同实际板块下沉时近乎一致的条件下，使板块边界断层采集的样本变形，以观测是否会发生“缓慢地震”。研究团队在试验中，将样本按照太平洋板块下沉速度（8.5公分／年，换算成秒速为2.7纳米／秒）滑动，结果显示，样本摩擦强度（应力）出现先增强后减少的现象。实验中观测到的应力下降值、应力下降所需时间、滑动速度，均与世界范围内下沉带上实际检测到的“缓慢地震”发生时的数值几乎相同。研究团队称，这意味着实验成功再现了下沉带上发生的“缓慢地震”。

相比一般性地震，“缓慢地震”是板块（岩层）边界或断层面发生长时间缓慢滑移的一种特殊性地震，多数情况下不会引发强烈摇晃。这种地震会减少地震发生区域板块的翘曲，但因地球上的板块、地壳都是大片连接的，一个地点翘曲的减少就会相应造成其他地点翘曲的蓄积。研究称，东日本大地震的发生，正是由于震区板块深层所发生“缓慢地震”，导致表层部分翘曲蓄积到极限，最终引发巨大地震。